«Почему якорь держит корабль»
А как часто вам приходилось задумываться, почему это устройство именно так выглядит, и самое главное, как он держит такой громадный корабль, на котором используется? Уверен, не все могут дать ответ на этот вопрос. Постараемся разобраться вместе.
Первые якоря были обычным камнем, который обвязывали плетёной веревкой, реже проделывая в них отверстия. В процессе эволюции мореходства и человечества в целом к камням стали приделывать всевозможные устройства, часто из рогов и костей животных, позволяющие цепляться ими за донный грунт. Прежде чем якорь приобрел современную форму, ему пришлось претерпеть множество изменений. В классическом понимании сегодняшний якорь представляется нам в том виде, как он изображён на кокардах морских офицеров. Такой вид якоря получил название «адмиралтейский». Он состоит из веретена (центрального стержня-основания), изогнутые элементы внизу называются рогами, а с противоположной рогам стороны перпендикулярно располагается шток. Этот стержень позволяет якорю при ударе об дно поворачиваться в нужном направлении и даёт возможность рогам зарываться лапами в грунт. Погружение якоря происходит вертикально рогами вниз, после чего он, опираясь на шток, поворачивается под действием якорной цепи или каната, и вонзается одним из рогов. Современные якоря насчитывают десятки типов, иногда имея совершенно иной вид, и вовсе не два рога, а до шести штук. При этом рога не обязательно располагаются по принципу «кошки», а часто с одной стороны, что обусловлено особенностью конструкции.
Кстати якоря-кошки с четырьмя изогнутыми кверху рогами, которые мы привыкли считать орудием ниндзя для карабканья по стенам, это именно якоря небольшого веса. Идея использовать их в качестве такого приспособления, а также для сцепления судов при абордажных боях, возникла позже, уже в процессе эксплуатации. Изначально такой якорь приспосабливался для лодок и маломерных судов. Современные якоря этого типа имеют небольшую массу и очень любимы рыбаками. Их используют не только по прямому назначению, но и для поиска утопленных снастей, траления дня. Рога часто делаются складными, либо гнущимися, так что при приложении максимальной силы они освобождаются от зацепа, не вынуждая рубить якорный трос. Потом достаточно просто выпрямить погнутый рог.
Но не только сцепление с грунтом удерживает корабль на месте. Ведь есть огромные военные корабли, туристические круизные лайнеры, которые одним вонзанием якоря в грунт на месте не удержать. Их якоря являются впечатляющими монстрами, иногда весом до 35 тонн, и таких приспособлений обычно устанавливается по нескольку штук для каждого судна. Сила, которую нужно приложить к якорю в момент отрыва от дна, когда его веретено расположено горизонтально, называется держащей силой. Коэффициентом держащей силы называют разницу между весом самого якоря и усилием, необходимым для его отрыва от дна. С учётом этого коэффициента проводят сравнение типов якорных приспособлений и их назначение для разных условий применения и различных грунтов. Ведь кроме дна якорная стоянка корабля обусловлена многими внешними факторами, как сила и направление ветра, морское течение, волны, расположение относительно берега, наличие бухты. На удерживающую силу любого якоря дополнительно влияет вес того участка цепи или троса, который располагается непосредственно на грунте. И вес этот зачастую больше самого якоря. Обычно длина этого участка может быть от 20 до 75 метров. Хотя и цепь, и якорь всё равно не составляют даже десятой доли от массы корабля.
Описанный выше якорь адмиралтейского типа обладал весьма впечатляющим коэффициентом и был популярен вплоть до середины 19 века. Но при всех положительных качествах из-за поперечного штока он не мог компактно помещаться в корпусе судна. Ему на смену вскоре пришёл якорь Холла, который имел две поворотные лапы с одной стороны и техническую возможность вонзаться ими в грунт одновременно, при условии, что якорь отдавали прямо на ходу. Он обладал худшими показателями якорной стоянки, но был гораздо компактнее и удобнее во всех отношениях. Впоследствии и этот якорь перестал быть стандартным, но многие последующие усовершенствованные изделия брали за основу именно его конструкцию. Например, очень популярен, особенно в речном флоте, якорь Матросова, имеющий схожий внешний вид, но превышающий держащую силу классического адмиралтейского якоря равного веса в четыре с половиной раза. Он способен держать корабль даже в условиях мощных течений и мягких грунтов.
К статье прилагается подборка фотоматериалов с разными типами якорей и схема классического якоря.
Якорное устройство судна
Удержание судна на месте обеспечивается якорями. Таковые могут понадобиться как во время стоянки на причале, так и в открытом море. Используются они и для маневрирования в ограниченном пространстве. С учетом этого якорное устройство судов – сложная система, конструкция и работа которой будет отличаться в зависимости от вида плавсредства и назначения.
Содержание:
Назначение якорного устройства судна
Якорно-швартовное устройство предназначено для:
Также назначение устройств зависит от размещения и роли. В носовой части располагают основные становые якоря. Их задача – фиксировать базовое положение корабля. В качестве вспомогательных используются судовые стоп-анкера, размещаемые обычно в кормовой части. Такие устройства обеспечивают определенный поворот и положение судна.
Состав якорного устройства
Основные элементы якорного устройства:
Каждый элемент имеет собственное устройство и назначение.
Схема якорного устройства
Схема якорного устройства включает размещение на корабле, положение элементов, перечень. Для разных типов судов определенные аспекты будут отличаться, однако общие сохраняются неизменными.
Типы якорных устройств
Классификация якорных устройств подразумевает два направления – по типу механизма и способу размещения. В первом случае механизмы делят на:
Многие варианты считаются устаревшими и используются лишь на спортивных и парусно-учебных плавсредствах. Современные суда обычно оснащаются механизмами патентованной системы без штока и с поворотом лап в обе стороны.
По способу размещения якорные системы устраивают:
В некоторых случаях выделяют и третий тип классификации, делящий механизмы на глубоководные и обычные. Однако такое разделение считается условным и зависит от назначения судна.
Типы якорей
Работа якорного устройства и их эффективность зависит от выбранных якорей. По конструктивным особенностям такие элементы могут быть со штоком или без него с поворотными лапами. Также их различают по способу изготовления – литые, кованые, сварные.
При выборе данного элемента обращают внимание на его удерживающую способность. Для этого учитывают массу, водоизмещение судна, ширину и иные факторы.
Наиболее распространенными типами якорей являются:
Выделяют и некоторые другие типы якорей. К примеру, «мертвые» применяются для удержания буйков, «кошки» с четырьмя лапами рассчитаны на удержание небольших плавсредств или подцепление предметов со дна.
Устройство якорной цепи
Удержание судна в нужном положении обеспечивается не только якорем, но и соединяющей с ним цепью. Вся ее длина формируется смычками по 25 метров. Смычки бывают якорными, промежуточными и коренными, последняя крепится к самому судну. Между собой они соединяются специальными звеньями. Для прохождения плашмя имеют нечетное количество звеньев.
Во избежание перекручивания смычка цепи с якорем оборудуется вертлюгом. Соединения участков цепи обязательно маркируют краской и проволочными шлагами. Они позволяют ориентироваться в длине выпущенной цепи.
Устройство якорной лебедки
Схема якорно-швартовного устройства не обходится без соответствующих механизмов. Для спуска и подъема якоря применяются лебедки. Такие механизмы могут работать на электрическом или электрогидравлическом приводе.
Устройство лебедки включает следующие элементы:
По размещению вала различают два типа таких устройств – шпили и брашпили. В первом случае намотка производится на вертикальный вал, такой вариант отличается компактностью. Во втором случае механизм размещается горизонтально.
Вас также может заинтересовать:
Требования к якорному устройству
К якорному устройству судна предъявляются следующие требования:
Конструкция механизмов и всех его элементов должна учитывать и особенности судна. Также с учетом его габаритов подбираются тросы или цепи, сами якоря, крепления и иные детали.
Важно учитывать, что оформление и обновление документов затрагивает и соблюдение требований Регистра к якорному устройству. Для этого:
Исправность системы проверяют каждый раз перед выходом в море, якорной стоянкой, прибытием или выходом в узкое пространство. Все элементы должны быть исправными. Обязательно на холостом ходу проверяют работу лебедки.
Правила эксплуатации якорного устройства
Якорное устройство должно всегда поддерживаться в исправном состоянии. При его эксплуатации обращают внимание на следующие аспекты:
Уход за элементами механизмов осуществляется в соответствии с Правилами технической эксплуатации. В случае необходимости производят ремонт и замену комплектующих.
Якорь
Величина якоря у военных кораблей определяется по площади миделя судна (одна четверть погруженной части площади мидель шпангоута в футах, по русскому адмиралтейскому правилу, равна весу якоря в пудах).
Содержание
История появления якоря
Появился якорь в том виде, в каком мы его себе представляем еще в далеком Vст. о н.э. Плиний приписывает изобретение якоря греку Евлампию, а другие говорят, что его изобрел царь Мидас.
Шток нужен был для того, чтобы рога якоря не ложились на дно слишком горизонтально.
Римляне делали его из сплава свинца и сурьмы а потом закрепляли на веретене при помощи двух прямоугольных отверстий. Такой якорь нашли в озере Неми. Сейчас известно много экземпляров похожих штоков. Предполагается, что якоря похожего типа применялись довольно длительное время.
С развитием техники выплавки железа якорь начинают делать железным, хотя штоки могли быть и металлическими или деревянными. На обоих концах веретена у этих якорей было по рыму. Предназначение нижнего рыма до сих не найдено, считают что он служил для крепления якоря у борта. На озере Неми был найден якорь который был полностью изготовленный из железа а шток его был подвижным, как на более поздних, адмиралтейских якорях.
Схема расположения мест на якоре
Развитие якорей
В средние века изготовляли только железные якоря у которых были деревянные штоки. Смотря на изображения на миниатюрах старинных рукописей, монетах, печатях и картинах, можно с уверенно сказать, что практически до XVIII в. форма якорей совершенно не менялась. Происходили лишь мелкие изменения в технике их изготовления. В XIV в. появляется четырехрогий якорь, который, однако, для больших судов был не очень пригоден. Такие якоря использовали в основном на галерах.
Существовали якоря с изогнутыми рогами, которые применяли в основном на торговых судах, но наиболее распространенными были якоря с прямыми рогами. Они находились на вооружении военных-судов вплоть до 1820 г. Позднее от них отказались вследствие частых аварий судов, возникавших при их использовании. К началу XIX в. относятся первые исследования, которые привели к значительным изменениям в конструкции традиционных якорей. Важнейшими из них были появление подвижного штока, затем поворотных рогов, отказ от штока. Кроме того, стали применять стальное литье для изготовления якорей. В 1830 г. лейтенант английского военно-морского флота Роджер после многолетних исследований и опытов предложил новую конструкцию якоря, который стали называть его именем. Якорь Роджера, который применяли до последнего времени, можно отличить от других по наличию железного штока с квадратным отверстием посредине. Этим отверстием шток надевали на шейму веретена и затем шплинтовали.
Для того чтобы снять шток, необходимо было удалить рым, поэтому позднее его заменили скобой. Шток мог быть и деревянным.
Виды якорей по конструкции
По конструкции якоря различаются на якоря с неподвижными и поворотными лапами, по способу крепления на судне после съёмки судна с якоря — на заваливающиеся (со штоками) и втяжные.
Виды якорей по назначению
Становые — размещается в носу для держания техники на стоянке.
Вспомогательные — размещается в корме чтобы не дать судну развернутся пока оно стоит на становом якоре.
Мёртвые — для продолжительной стоянки на одном месте чаще всего используется на буровых судах, маяках, буях. Мёртвые якоря часто устанавливают специализированными судами, а при съёме с якоря попросту бросают. В свою очередь, мёртвые якоря бывают направленными и круговыми, последние намного тяжелее.
Завозы — для удержания специализированных плавсредств наподобие земснарядов. Якорь устанавливается специальным судном (завóзней), зачастую на несудоходную мель, поэтому требуется хорошая держащая сила при малой массе. Часто завозы делают однорогими. К завозам относятся папильонажные якоря, рассчитанные на надёжное удержание в широком секторе.
Судовые якоря — предназначены для удержания плавсредств на стоянке на открытой воде. В зависимости от водоизмещения, особенностей грунта в месте стоянки и ряда других факторов надо применять различные типы судовых якорей.
Грибовидный якорь — это грибовидный или зонтообразный якорь которого начали применять с 1850 года предназначений для заякоривания маяков, буйков и прочих.
Виды древних якорей
Наверное, самым ранним и наиболее простейшим типом якорей конечно же был камень, с привязанной к нему веревкой. Такой вид якоря применяют и сейчас на небольших рыбацких лодках, катерах и яхтах, особенно там, где дно плоское, каменистое и якорь с лапами совершенно бесполезен,и тогда роль камня также может выполнять любой тяжелый предмет.
Появился приблизительно на границе 2-го и 1-го тысячелетий до н. э. в районе Южно-китайского моря. Изготавливали его из твёрдого дерева а отдельные части связывали канатом. На верху веретена привязывали груз(камень который специально подгоняли). Поперечный шток был внизу и он имел только один рог.
Китайский двурогий якорь
Появился приблизительно в конце 1-го тысячелетия до н. э. Изготовлялся из достаточно прочного дерева которое ковалось железом. Шток был расположен в нижней части.
Римский судовой якорь
Появился в конце 1-го тысячелетия до н. э. в Средиземноморье. По принципу действия похож на адмиралтейский якорь. Его выковывали из железа или отливали из бронзы. В верхней части под скобой для каната у якоря находился деревянный шток. Были и деревянные якоря похожего принципа, с тяжелым свинцовым штоком, который требовался для затопления каната якоря. Этот якорь высоко ценился, на него даже наносили разнообразные священные надписи.
Виды современных якорей
Адмиралтейский якорь — Якоря, похожие на адмиралтейский, существовали до нашей эры. Однако название «адмиралтейский» якорь получил в 1820-е годы, после испытаний Британским Адмиралтейством якорей разного устройства и разной технологии ковки. Это тяжёлый кованый стальной якорь, со стальной скобой вверху и деревянным штоком над ней. Приблизительно до 1700 года шток состоял из одного куска дерева, а позже его стали изготовлять, как правило, из двух деревянных брусков, соединенных стальными полосами. Шток вставлялся в отверстие наверху веретена или охватывал его снаружи, как у римского якоря.
Главный плюс адмиралтейского якоря— прочное стабильное удержание. Но и минусов много. Это очень громоздкая конструкция, которая, будучи подвешенной у борта, опасна как для самого судна, так и для проходящих поблизости. Так что якорь приходится переваливать через борт, а для компактности снимать шток. При меняющемся направлении ветра/течения цепь может намотаться на лапу, и якорь срывается.
Якорь Холла — Якорь с лапами, поворачивающимися на оси. Это оптимальный якорь на песчаных грунтах который наиболее распространён в настоящее время (2008), хотя всё более вытесняется новыми и более совершенными конструкциями.
Якорь Денна (англ. Denni`s anchor) — применяется в американском флоте. В отличие от якорей других типов его веретено упирается утолщённым концом в лапы, благодаря этому надёжность якоря не зависит от крепости соединительного болта, и в случае поломки последнего надёжность держания якоря не снижается.
Якорь Инглефильда (англ. Inglefield`s anchor) — применяется в качестве станового якоря и верпа в немецком флоте. Он состоит из четырёхгранного веретена с двумя скобами, двух лап, скреплённых с веретеном сквозным болтом, вкладыша и скобы якоря. В скобы на веретене закладывается кат при подъёме. Вкладыш заставляет лапы углубляться в грунт и ограничивает их угол поворота. Для надёжности действия якорь необходимо отдавать с ходу.
Якорь Марреля (англ. Marrel`s anchor) — применяется во французском флоте. По своему устройству очень похож на якорь Инглефильда. Лапы якоря выделаны каждая в отдельности и скреплены с толстым болтом, пропущенным через нижнюю утолщённую часть веретена. Для забирания лап имеются специальные приливы.
Якорь Мартина (англ. Martin’s anchor) — якорь со штоком, четырёхгранным веретеном с утолщением внизу, где проходят лапы, сделанные из одного куска. Лапы благодаря своей цилиндрической форме могут свободно вращаться в утолщённой части веретена. Болт, скрепляющий лапы с веретеном, имеет специальное отверстие — жёлоб, ограничивает поворот. В якоре Мартина новой конструкции лапы имеют специальную коробку. При падении якоря на дно нижняя грань коробки ложится на грунт и, когда якорь под действием натяжения якорной цепи поползёт, заставляет лапы развернуться.
Якорь Роджерса (англ. Roger’s anchor) — якорь адмиралтейского типа с маленькими заострёнными лапами и большими рогами. Шток выделывается из полосового железа с обухами по концам, служащими для уборки якоря. В тренде имеется сквозное отверстие для буйрепа. Якорь Роджерса хорошо держит в твёрдом грунте, но в мягком его держащая сила очень мала.
Якорь Сайкса (англ. Sykes anchor) — якорь, применяемый преимущественно в Великобритании. В якоре Сайкса вместо болта имеется шарнир, позволяющий лапам двигаться в любых направлениях.
Якорь Смита (англ. Smith’s anchor) — якорь без штока, применяемый в английском флоте. Веретено якоря Смита выделывается заодно с трендом. Лапы якоря Смита прикрепляются к концам свободно вращающегося в тренде сквозного болта. Угол поворота лап ограничивается приливами, упирающимися в тренд.
Якорь Дэнфорта (англ. Danforth anchor) работает по принципу Якоря Холла, однако имеет отличную от него конструкцию. Отличие в том, что на этом якоре — у тренда есть шток. Он препятствует опрокидыванию якоря на бок при падении на грунт, являясь стабилизатором.
Якорь Матросова отличается от предыдущего тем, что имеет шток на нижних частях лап.
Грибовидный якорь — Грибовидный, или зонтообразный, якорь начал применяться с 1850 г. в основном для длительного и прочного заякоривания плавучих маяков и прочих судов подобного рода.
Якорь-кошка — применяется для маломерных судов предпочтительным является складной якорь-кошка, который на больших судах может рассматриваться только в качестве вспомогательного ввиду небольшой удерживающей силы. Складывающиеся лопасти якоря-кошки минимизируют его транспортировочные размеры, что особенно приветствуется на небольших надувных лодках. Якорь-кошка пригоден для применения на практически любых грунтах. В торговой сети предлагаются якоря массой от 1,5 до 12 кг с дискретностью в 0,5 кг. Для небольших, водоизмещением 200—400 кг лодок, достаточно якоря-кошки массой 4-5 кг.
Интересные факты
Изобретатель наиболее известного якоря конструкции якорь-плуг был англичанин Тейлор, назвал его «CQR», что произносится как английское слово «secure» — безопасный или надёжный.
Возле Португалии среди песчаных дюн острова Тавир, есть интересное зрелище – кладбище якорей (The Cemiterio das Аncoras). Якоря были изготовлены не для кораблей, а для удержания на дне рыболовных сетей, предназначенных для ловли тунца.
Якорь-плуг состоял из веретена и только одной лапы-лемеха, связанных друг с другом шарнирным соединением. Оно рассчитано таким образом, чтобы если даже якорь упадет на дно острием лапы вверх то чтобы под натяжением якорного каната он обязательно перевернулся и достаточно углубится в грунт. «CQR» обладает очень хорошей держащей силой — 18 кг на каждый килограмм веса на плотном песчаном и 13,5 кг на илистом грунте. Якорь до сегодняшнего дня выпускается 2 до 250 кг.
Массовым производством якоря Хейна занималась фирма «Грюзон» (англ. Gruson)она уменьшила длину штока коробки якоря (конечно же с согласия изобретателя). Принципы конструкции Хейна стали основой для остальных типов становых якорей с повышенной держащей силой.
